Struktura, tvorba a funkce acetyl koenzymu A.

1329
Basil Manning
Struktura, tvorba a funkce acetyl koenzymu A.

The acetyl koenzym A, Zkráceně jako acetyl CoA, je klíčovou meziproduktovou molekulou pro různé metabolické cesty lipidů a bílkovin a sacharidů. Mezi jeho hlavní funkce patří dodávání acetylové skupiny do Krebsova cyklu..

Původ molekuly acetyl koenzymu A může nastat různými cestami; Tato molekula se může tvořit uvnitř mitochondrií nebo mimo ni, v závislosti na tom, kolik glukózy je v prostředí. Další charakteristikou acetyl CoA je to, že jeho oxidací vzniká energie.

Rejstřík článků

  • 1 Struktura
  • 2 Školení
    • 2.1 Intramitochondriální
    • 2.2 Extramitochondriální
  • 3 funkce
    • 3.1 Cyklus kyseliny citronové
    • 3.2 Metabolismus lipidů
    • 3.3 Syntéza ketonových tělísek
    • 3.4 Glyoxylátový cyklus
  • 4 Odkazy

Struktura

Koenzym A je tvořen skupinou β-merkaptoethylaminu spojenou vazbou na vitamin B5, nazývaný také kyselina pantothenová. Podobně je tato molekula spojena s 3'-fosforylovaným nukleotidem ADP. Acetylová skupina (-COCH3) je připojen k této struktuře.

Chemický vzorec této molekuly je C2. 3H38N7NEBO17P3Sy má molekulovou hmotnost 809,5 g / mol.

Výcvik

Jak bylo uvedeno výše, tvorba acetyl CoA může probíhat uvnitř nebo vně mitochondrií a závisí na hladinách glukózy přítomných v médiu..

Intramitochondriální

Když jsou hladiny glukózy vysoké, vzniká acetyl CoA následovně: konečným produktem glykolýzy je pyruvát. Aby tato sloučenina vstoupila do Krebsova cyklu, musí být transformována na acetyl CoA.

Tento krok je zásadní pro propojení glykolýzy s dalšími procesy buněčného dýchání. K tomuto kroku dochází v mitochondriální matrici (u prokaryot se vyskytuje v cytosolu). Reakce zahrnuje následující kroky:

- Aby tato reakce proběhla, musí molekula pyruvátu vstoupit do mitochondrií.

- Karboxylová skupina pyruvátu se odstraní.

- Následně je tato molekula oxidována. Ten zahrnuje přechod z NAD + na NADH díky elektronovému produktu oxidace.

- Oxidovaná molekula se váže na koenzym A..

Reakce nezbytné pro produkci acetyl koenzymu A jsou katalyzovány komplexem enzymů významné velikosti, který se nazývá pyruvátdehydrogenáza. Tato reakce vyžaduje přítomnost skupiny kofaktorů.

Tento krok je rozhodující v procesu buněčné regulace, protože zde se rozhoduje o množství acetyl CoA, které vstupuje do Krebsova cyklu..

Když jsou hladiny nízké, produkce acetyl koenzymu A se provádí β-oxidací mastných kyselin.

Extramitochondriální

Když jsou hladiny glukózy vysoké, zvyšuje se také množství citrátu. Citrát se transformuje na acetyl coezym A a oxaloacetát pomocí enzymu ATP citrát lyázy.

Naproti tomu, když jsou hladiny nízké, CoA je acetylován acetyl CoA syntetázou. Stejným způsobem slouží ethanol jako zdroj uhlíků pro acetylaci pomocí enzymu alkohol dehydrogenázy..

Funkce

Acetyl-CoA je přítomen v řadě různých metabolických cest. Některé z nich jsou následující:

Cyklus kyseliny citronové

Acetyl CoA je palivo potřebné k zahájení tohoto cyklu. Acetyl koenzym A kondenzuje společně s molekulou kyseliny oxalooctové na citrát, což je reakce katalyzovaná enzymem citrátsyntáza..

Atomy této molekuly pokračují v oxidaci, dokud nevytvoří COdva. Pro každou molekulu acetyl CoA, která vstupuje do cyklu, je generováno 12 molekul ATP.

Metabolismus lipidů

Acetyl CoA je důležitým produktem metabolismu lipidů. Aby se z lipidu stala molekula acetyl koenzymu A, jsou nutné následující enzymatické kroky:

- Mastné kyseliny musí být „aktivovány“. Tento proces spočívá ve vazbě mastné kyseliny na CoA. K tomu je molekula ATP štěpena, aby poskytla energii, která umožňuje toto spojení.

- Acyl koenzym A dochází k oxidaci, konkrétně mezi uhlíky α a β. Nyní se molekula nazývá acyl-a enoyl CoA. Tento krok zahrnuje převod z FAD na FADHdva (vezměte vodíky).

- Dvojná vazba vytvořená v předchozím kroku přijímá H na alfa uhlíku a hydroxyl (-OH) na beta.

- Nastává Β -oxidace (β, protože proces probíhá na úrovni tohoto uhlíku). Hydroxylová skupina se transformuje na keto skupinu.

- Molekula koenzymu A štěpí vazbu mezi uhlíky. Uvedená sloučenina je navázána na zbývající mastnou kyselinu. Produktem je molekula acetyl CoA a další se dvěma méně atomy uhlíku (délka poslední sloučeniny závisí na počáteční délce lipidu. Například pokud by měla 18 atomů uhlíku, výsledkem by bylo 16 konečných atomů uhlíku).

Tato čtyřstupňová metabolická cesta: oxidace, hydratace, oxidace a thiolýza, která se opakuje, dokud nezůstanou dvě molekuly acetyl CoA jako konečný produkt. To znamená, že ze všech kyselin se stane acetyl CoA.

Stojí za připomenutí, že tato molekula je hlavním palivem Krebsova cyklu a může do ní vstoupit. Energeticky tento proces produkuje více ATP než metabolismus sacharidů.

Syntéza ketonových tělísek

K tvorbě ketonových tělísek dochází z molekuly acetyl koenzymu A, produktu oxidace lipidů. Tato cesta se nazývá ketogeneze a vyskytuje se v játrech; konkrétně se vyskytuje v mitochondriích jaterních buněk.

Ketonová tělíska jsou heterogenní skupinou sloučenin rozpustných ve vodě. Jedná se o ve vodě rozpustnou verzi mastných kyselin.

Jeho základní rolí je působit jako palivo pro určité tkáně. Zejména v půstních fázích může mozek přijímat ketolátky jako zdroj energie. Za normálních podmínek používá mozek glukózu.

Glyoxylátový cyklus

Tato cesta se vyskytuje ve specializované organele zvané glyoxysom, která se vyskytuje pouze v rostlinách a jiných organismech, jako jsou prvoky. Acetyl koenzym A je transformován na sukcinát a může být začleněn zpět do Krebsova kyselého cyklu.

Jinými slovy, tato cesta umožňuje přeskočit určité reakce Krebsova cyklu. Tuto molekulu lze převést na malát, který lze zase převést na glukózu..

Zvířata nemají potřebný metabolismus k provedení této reakce; proto nejsou schopni provádět tuto syntézu cukrů. U zvířat jsou všechny uhlíky acetyl CoA oxidovány na COdva, což není užitečné pro biosyntetickou cestu.

Konečným produktem degradace mastných kyselin je acetyl koenzym A. U zvířat proto nelze tuto sloučeninu syntetickými způsoby znovu zavést..

Reference

  1. Berg, J. M., Stryer, L. a Tymoczko, J. L. (2007). Biochemie. Obráceně.
  2. Devlin, T. M. (2004). Biochemie: Učebnice s klinickými aplikacemi. Obráceně.
  3. Koolman, J., & Röhm, K. H. (2005). Biochemie: text a atlas. Panamerican Medical Ed..
  4. Peña, A., Arroyo, A., Gómez, A., & Tapia R. (2004). Biochemie. Redakční Limusa.
  5. Voet, D. a Voet, J. G. (2006). Biochemie. Panamerican Medical Ed..

Zatím žádné komentáře